在过程自动化系统中，必须监控和测量温度、压力、流速、湿度等重要参数。在工业4.0时代，以太网是一种流行的通信标准。因为以太网是有线的，而变送器和传感器通常需要电源，所以问题来了：为什么不使用以太网电缆进行数据传输和供电？本文描述了以太网设备如何同时使用电缆传输数据和供电。以太网供电（PoE）系统在工业中得到广泛应用，并将在未来发挥重要作用。

PoE标准

IEEE 802.3以太网供电标准中定义了通过Cat-5电缆供电。借助PoE，以太网设备可以在通过RJ45电缆进行实际数据传输的同时获得供电。PoE标准过去仅限于几瓦，但更新的PoE技术支持更高的功率。例如，PoE+允许每个端口高达25 W的功率，而PoE++(四对以太网供电系统)通过使用所有现有的电缆线，功率范围从70 W到100 W。为了扩展PoE标准的优势并给予原始设备制造商更大的灵活性，PoE制造商正在开发并行标准，为不同的应用提供更优化的方法。例如，ADI公司定义了LTPoE++标准，支持最高90 W的用电设备(PD)功率(表1)。与同类解决方案相比，LTPoE++降低了PoE系统的技术复杂性。LTPoE++的其他特性包括即插即用功能、易于实施以及安全可靠的电源。此外，LTPoE++可与IEEE的标准PoE规范互操作并向后兼容。然而，由于系统损耗和电缆损耗，可用功率略低于额定PD功率，PoE+和PoE+也是如此。

表1. PoE标准

PoE组件

基本上，通过以太网电缆为设备供电需要两个组件:受电设备和电源设备(PSE)。

图一. 显示PoE系统主要组件的框图。

PSE的任务是像电源一样输送电力，而PD接收电力并使用它(负载)。PSE设备在通电时有一个签名过程，以保护不兼容的设备在连接时免受损坏。这包括首先检查PD的特征电阻。仅当该值正确(25kΩ)时，PD才会通电。如果PSE检测到局部放电，它从分类开始；也就是说，确定所连接设备的功率需求。为此，PSE施加规定的电压并测量产生的电流。PD根据电流水平被分配到一个功率等级。如果一切正常，将提供全部电压和电流。PD供电后，其任务是将–48V的PoE电压转换为适合终端设备的电源电压。在典型的PD设计中，使用一个额外的DC-DC转换器(二极管电桥控制器)。它的任务是调整或满足PD提供的组件的功率要求。较新的IC已经提供了将接口和dc-to-dc转换器集成到单个低功耗器件中的可能性，从而简化了设计。

PSE设备在通电时有一个签名过程，以保护不兼容的设备在连接时免受损坏。这包括首先检查PD的签名电阻

图二. PoE电路示例。